高中物理单元测试——第6章能源与可持续发展（较易版02）

高中物理单元测试 —— 第6章 能源与可持续发展（较易版02）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）能量转化和守恒定律是自然界最基本的定律之一．下列电器正常工作时，将电能大部分转化为动能的是（   ） A．电熨斗 B．电风扇 C．电饭煲 D．电热水器 2．（本题4分）下列选项中对能量守恒定律的认识正确的是（　　） A．黄河之水天上来，是取之不尽，用之不竭的 B．化石能源是凭空产生的，也会任意消失的 C．在自然界中，能量的总量保持不变 D．一块石头从嵩山上滚下后静止，说明能量会凭空消失 3．（本题4分）一跳水运动员从跳板上方某一高度落回跳板并把跳板下压至达最低点。已知跳板为弹性板，从运动员接触跳板到运动到最低点的过程中，下列说法正确的是（　　） A．运动员一直处于失重状态 B．运动员一直做减速运动 C．跳板的弹性势能增加量等于运动员重力势能减少量 D．跳板的弹性势能增加量大于运动员重力势能减少量 4．（本题4分）电动平衡车已成为现代人代步、休闲娱乐的一种新型绿色环保车。电动平衡车所用电池是锂电池，锂电池内阻很小可忽略，若电动平衡车在一段倾角不太大的坡路上加速上坡，该过程中关于能量转化，下列说法正确的是（    ） A．电能转化为动能和重力势能 B．电能转化为重力势能和内能 C．电能转化成动能和内能 D．电能转化为机械能和内能 5．（本题4分）下列对能量守恒定律的认识正确的是（    ） A．在自然界中，能量的总量保持不变 B．化石能源是凭空产生的 C．一块石头从天山上滚下后静止，说明能量会凭空消失 D．塔里木河的水能是取之不尽，用之不竭的 6．（本题4分）质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左运动，起始点A与一个处于原长的劲度系数为k的轻弹簧右端相距s，如图所示。已知物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x，重力加速度为g。则从A点开始到弹簧被压缩至最短，物体克服摩擦力所做的功为（     ） A． B． C． D． 二、多选题 7．（本题6分）下列关于能量的转化和守恒的说法中正确的是（　　） A．高山上滚下的石块越来越快，说明重力势能转化为动能 B．酒精燃烧时，将化学能转化为内能 C．发电机发电时，将机械能转化为电能 D．人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生 8．（本题6分）下列对能量守恒定律和功能关系的认识正确的是（　　） A．某种形式的能量减少，一定存在其它形式的能量增加 B．某个物体的能量减少，必然有其它物体的能量增加 C．功是能量变化的量度，做功的过程就是能量变化的过程 D．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了 9．（本题6分）如图，是位于我国甘肃敦煌的超大型熔盐塔式光热发电站，有超过1.2万面、总面积达到140多万平方米的定日镜围绕在吸热塔周围，将太阳能集中到中心的熔盐塔加热熔盐。晚上无阳光照射时，熔盐继续放热保证24h不间断地发电。日照时定日镜所接受的太阳能功率平均每平方米约为1.4kW，此电站全年日照时数约3000h，年发电量高达。下列说法正确的是（　　） A．该发电站发电功率可以达到千兆瓦级别 B．该发电站光能转化为电能的效率约为7% C．熔盐的储能大小仅由熔盐升高的温度和比热容两个因素决定 D．若新能源汽车1kW·h行驶7km，则该电站年发电能使新能源汽车行驶 10．（本题6分）下列关于能量转化的说法中，正确的是（　　） A．能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用 B．各种形式的能量在转化时，总能量是不变的 C．在能源的利用过程中，能量的总量并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成了不便于利用的 D．各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的 11．（本题6分）如图，质量相同的两物体a、b，用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的轻质定滑轮两侧，a在水平桌面的上方，b在水平粗糙桌面上．初始时用力压住b使a、b静止，撤去此压力后，a开始运动，在a下降的过程中，b始终未离开桌面．在此过程中 A．a的速率小于b的速率 B．两物体机械能的变化量相等 C．a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量 D．绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和为零 12．（本题6分）如图所示，一倾角为的固定粗糙斜面，下端固定一轻质弹簧，弹簧上端位于点。一质量为的小物块从点以某一速度滑下，当物块到达点后将弹簧压缩到点，然后向上返回恰好能回到点。已知长度为，重力加速度为，则下列说法正确的是（     ） A．物块与斜面之间的动摩擦因数为 B．物块与斜面之间的动摩擦因数为 C．弹簧的最大弹性势能为 D．弹簧的最大弹性势能为 三、填空题 13．（本题6分）在下列能量转化的过程中，属于机械能向内能转化的是______；属于光能向内能转化的是______；属于内能通过热传递转换为另一个物体的内能的是______. （1）木工锯木头，锯条温度升高   （2）水在阳光照射下，可以加速蒸发 （3）煤燃烧时，使炉体温度升高   （4）将冰放在温水中，熔化加快 14．（本题6分）有一种手电筒，当其电池的电能耗尽时，摇晃它，即可为电池充电，在这个摇晃过程中_____能转化为电能；如果将这种手电筒摇晃一次，相当于将200g的重物举高20cm，每秒摇两次，则摇晃手电筒的平均功率为________W，g=10m/s2。 四、解答题 15．（本题12分）某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为的圆面。某时间内该地区的风速，风向恰好跟叶片转动形成的圆面垂直，已知空气的密度，，若该风力发电机能将此圆内10%的空气动能转化为电能（取3）。求： (1)单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积V； (2)单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能； (3)此风力发电机发电的功率P。 16．（本题16分）一条平直公路经过学校门口，为防止车速过快造成安全事故，在校园门口设置控速路段，该路段每间隔均涂上长为的矩形油漆区，以增加汽车行驶过程中的阻力，某一新能源汽车的前、后轮恰好可以同时驶上相邻油漆区，如图所示。当该车完全进入该控速路段以P=12 kW的恒定功率行驶时，同一车轮先后驶上相邻油漆区的时间间隔为t=0.5 s，每次刚驶上油漆区时的速度均为v=28.8 km/h。该车完全驶离控速路段后，以恒定功率P在该公路无油漆路段匀速行驶，速度也为。已知该车的质量为，设该车前后轮均在无油漆区及控速区外行驶时受到的阻力均恒为，前后轮均在油漆区行时受到的阻力恒为，取重力加速度大小。 (1)求阻力的大小； (2)求阻力的大小； (3)假设控速路段足够长，若该车完全行驶在该路段，当该车以v=28.8 km/h的速度驶上油漆区后立即无动力行驶，且行驶在无油漆区和油漆区受到的阻力仍分别恒为，求汽车无动力行驶的距离。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 2 / 2 $ 高中物理单元测试 —— 第6章 能源与可持续发展（较易版02）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）能量转化和守恒定律是自然界最基本的定律之一．下列电器正常工作时，将电能大部分转化为动能的是（   ） A．电熨斗 B．电风扇 C．电饭煲 D．电热水器 【答案】B 【详解】A. 电熨斗是纯电阻元件，主要是将电能转化为内能，故A项错误； B. 电风扇是非纯电阻元件，电风扇电能主要转化为动能，故B项正确； C. 电饭煲是纯电阻元件，主要是将电能转化为内能，故C项错误； D. 电热水器是纯电阻元件，主要是将电能转化为内能，故D错误． 2．（本题4分）下列选项中对能量守恒定律的认识正确的是（　　） A．黄河之水天上来，是取之不尽，用之不竭的 B．化石能源是凭空产生的，也会任意消失的 C．在自然界中，能量的总量保持不变 D．一块石头从嵩山上滚下后静止，说明能量会凭空消失 【答案】C 【详解】由能量守恒定律可知，能量不会凭空消失也不会凭空产生，能量只会从一个物体转移到另一个物体，整个自然界中的能量的总量保持不变，水资源也不是取之不尽用之不竭的。 故选C。 3．（本题4分）一跳水运动员从跳板上方某一高度落回跳板并把跳板下压至达最低点。已知跳板为弹性板，从运动员接触跳板到运动到最低点的过程中，下列说法正确的是（　　） A．运动员一直处于失重状态 B．运动员一直做减速运动 C．跳板的弹性势能增加量等于运动员重力势能减少量 D．跳板的弹性势能增加量大于运动员重力势能减少量 【答案】D 【详解】AB．运动员接触跳板后受到重力与跳板弹力的作用，由于跳板的弹力从零开始增大，重力先大于弹力，之后弹力再大于重力，故运动员先向下加速运动后减速运动，即先失重后超重，故AB错误； CD．整个运动过程中，运动员的动能和重力势能均减少，而跳板的弹性势能增加，根据能量守恒定律可知，跳板弹性势能的增加量等于运动员重力势能的减少量与动能的减少量之和，故C错误，D正确。 故选D。 4．（本题4分）电动平衡车已成为现代人代步、休闲娱乐的一种新型绿色环保车。电动平衡车所用电池是锂电池，锂电池内阻很小可忽略，若电动平衡车在一段倾角不太大的坡路上加速上坡，该过程中关于能量转化，下列说法正确的是（    ） A．电能转化为动能和重力势能 B．电能转化为重力势能和内能 C．电能转化成动能和内能 D．电能转化为机械能和内能 【答案】D 【详解】电动平衡车在一段倾角不太大的坡路上加速上坡过程中，电动平衡车速度增大，动能增大，电动平衡车的高度升高，重力势能增大，且电动平衡车在运动过程中克服摩擦力做功产生热量，故根据能量守恒可知电能转化为机械能和内能。 故选D。 5．（本题4分）下列对能量守恒定律的认识正确的是（    ） A．在自然界中，能量的总量保持不变 B．化石能源是凭空产生的 C．一块石头从天山上滚下后静止，说明能量会凭空消失 D．塔里木河的水能是取之不尽，用之不竭的 【答案】A 【详解】由能量守恒定律可知，能量不会凭空消失也不会凭空产生，能量只会从一个物体转移到另一个物体，在自然界中，能量的总量保持不变。 故选A。 6．（本题4分）质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左运动，起始点A与一个处于原长的劲度系数为k的轻弹簧右端相距s，如图所示。已知物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x，重力加速度为g。则从A点开始到弹簧被压缩至最短，物体克服摩擦力所做的功为（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】物体在粗糙平面上做减速运动，与弹簧相碰后瞬间速度不变，然后逐渐压缩弹簧直至停止。物体运动的全过程动能转化为摩擦生热与弹簧的弹性势能，弹簧的弹性势能大小与弹簧压缩量有关，有 物体克服摩擦力所做的功大小与摩擦生热相等，故 故选A。 二、多选题 7．（本题6分）下列关于能量的转化和守恒的说法中正确的是（　　） A．高山上滚下的石块越来越快，说明重力势能转化为动能 B．酒精燃烧时，将化学能转化为内能 C．发电机发电时，将机械能转化为电能 D．人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生 【答案】ABC 【详解】A．高山上滚下的石块，其重力势能越来越小，而动能增大，故说明重力势能转化为动能，故A正确； B．酒精燃烧时，释放热量，故将化学能转化为内能，故B正确； C．发电机发电时，通过外力做功将机械能转化为电能，故C正确； D．人们对太阳能的开发和利用，说明太阳能也可以转化为其它形式的能，故能量不可以凭空产生，故D错误。 故选ABC。 8．（本题6分）下列对能量守恒定律和功能关系的认识正确的是（　　） A．某种形式的能量减少，一定存在其它形式的能量增加 B．某个物体的能量减少，必然有其它物体的能量增加 C．功是能量变化的量度，做功的过程就是能量变化的过程 D．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了 【答案】ABC 【详解】A．根据能量守恒定律，某种形式的能量减少，一定存在其它形式的能量增加，A正确； B．根据能量守恒定律，某个物体的能量减少，必然有其它物体的能量增加，B正确； C．根据功和能关系，功是能量变化的量度，做功的过程就是能量变化的过程，C正确； D．根据能量守恒定律，能量不能凭空消失，石子落地的过程中，克服阻力做功，机械能转化为其它形式的能，D错误。 故选ABC。 9．（本题6分）如图，是位于我国甘肃敦煌的超大型熔盐塔式光热发电站，有超过1.2万面、总面积达到140多万平方米的定日镜围绕在吸热塔周围，将太阳能集中到中心的熔盐塔加热熔盐。晚上无阳光照射时，熔盐继续放热保证24h不间断地发电。日照时定日镜所接受的太阳能功率平均每平方米约为1.4kW，此电站全年日照时数约3000h，年发电量高达。下列说法正确的是（　　） A．该发电站发电功率可以达到千兆瓦级别 B．该发电站光能转化为电能的效率约为7% C．熔盐的储能大小仅由熔盐升高的温度和比热容两个因素决定 D．若新能源汽车1kW·h行驶7km，则该电站年发电能使新能源汽车行驶 【答案】BD 【详解】A．该发电站发电功率 达不到千兆瓦级别，故A错误； B．每平方米发电功率 该发电站光能转化为电能的效率约为，故B正确； C．熔盐的储能大小还与质量等因素有关，故C错误； D．该电站年发电能使新能源汽车行驶，故D正确。 故选BD。 10．（本题6分）下列关于能量转化的说法中，正确的是（　　） A．能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用 B．各种形式的能量在转化时，总能量是不变的 C．在能源的利用过程中，能量的总量并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成了不便于利用的 D．各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的 【答案】ABC 【详解】ABC．根据能量守恒定律可知，不论在能量的转化还是在能量的转移过程中，能量的总量都是不变的，由能量耗散可知，在能量转化的过程中，有一部分能量转化为周围环境的内能，而我们无法把这部分内能收集起来重新利用，这表明，在能源的利用过程中，能量的总量并未减少，但是在品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的，而自然界的能量仍是守恒的，故ABC正确； D．各种能量不论在转化时或不转化时均是守恒的，故D错误； 故选ABC。 11．（本题6分）如图，质量相同的两物体a、b，用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的轻质定滑轮两侧，a在水平桌面的上方，b在水平粗糙桌面上．初始时用力压住b使a、b静止，撤去此压力后，a开始运动，在a下降的过程中，b始终未离开桌面．在此过程中 A．a的速率小于b的速率 B．两物体机械能的变化量相等 C．a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量 D．绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和为零 【答案】AD 【详解】将b的速度进行分解如下图所示： 由图可知，，可得，即a的速率小于b的速率，故A正确；绳对a做负功，对b做正功，则a的机械能减少，b的机械能增加．由于摩擦力对b做功，故ab系统总的机械能减少，则二者机械能的变化量不相等，故B错误；a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量与产生的内能之和，故a的重力势能的减小量大于两物体总动能的增加量，故C错误；在这段时间t内，绳子对a的拉力和对b的拉力大小相等，绳子对a做的功等于，绳子对b的功等于拉力与拉力方向上b的位移的乘积，即：，又，所以绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的绝对值相等，二者代数和为零，故D正确．故选AD． 【点睛】本题是连接体问题，关键要知道两个物体沿绳子方向的分速度相等．要正确分析有摩擦力作用下的系统功能转化关系，知道系统克服摩擦力做功机械能减少，减少的机械能转化为内能． 12．（本题6分）如图所示，一倾角为的固定粗糙斜面，下端固定一轻质弹簧，弹簧上端位于点。一质量为的小物块从点以某一速度滑下，当物块到达点后将弹簧压缩到点，然后向上返回恰好能回到点。已知长度为，重力加速度为，则下列说法正确的是（     ） A．物块与斜面之间的动摩擦因数为 B．物块与斜面之间的动摩擦因数为 C．弹簧的最大弹性势能为 D．弹簧的最大弹性势能为 【答案】AC 【详解】AB．对物块从下滑到再反弹回的全过程，初速度为，末速度为0，重力做功为零，弹簧弹力做功为零，只有摩擦力做负功。根据动能定理有 解得，故A正确，B错误； CD．物块从点反弹恰好回到点的过程中，初末动能均为零，根据能量守恒定律，弹簧的最大弹性势能转化为物块的重力势能和克服摩擦力做的功，即 代入数据解得，故C正确，D错误。 故选AC。 三、填空题 13．（本题6分）在下列能量转化的过程中，属于机械能向内能转化的是______；属于光能向内能转化的是______；属于内能通过热传递转换为另一个物体的内能的是______. （1）木工锯木头，锯条温度升高   （2）水在阳光照射下，可以加速蒸发 （3）煤燃烧时，使炉体温度升高   （4）将冰放在温水中，熔化加快 【答案】 （1） （2） （4） 【详解】[1]．属于机械能向内能转化的是：（1）木工锯木头，锯条温度升高； [2]．属于光能向内能转化的是：（2）水在阳光照射下，可以加速蒸发； [3]．属于内能通过热传递转换为另一个物体的内能的是：（4）将冰放在温水中，熔化加快。 14．（本题6分）有一种手电筒，当其电池的电能耗尽时，摇晃它，即可为电池充电，在这个摇晃过程中_____能转化为电能；如果将这种手电筒摇晃一次，相当于将200g的重物举高20cm，每秒摇两次，则摇晃手电筒的平均功率为________W，g=10m/s2。 【答案】 机械（或动能） 0.8 【详解】[1]摇晃过程中，人对手电筒做功，所以在摇晃过程中将机械能（或动能）转化为电能。 [2]摇晃两次，平均功率为 四、解答题 15．（本题12分）某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为的圆面。某时间内该地区的风速，风向恰好跟叶片转动形成的圆面垂直，已知空气的密度，，若该风力发电机能将此圆内10%的空气动能转化为电能（取3）。求： (1)单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积V； (2)单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能； (3)此风力发电机发电的功率P。 【答案】(1)6000m3 (2)9×104J (3)9×103W 【详解】（1）单位时间内空气流动流过的空间可视为圆柱状气流的总体积V=vtS=vtπR2=5×1×π×202m3=2000πm3=6000m3 （2）单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能Ek=mv2=ρVv2 解得Ek=9×104J （3）风力发电机发电的功率P= 10%=10%×9×104W=9×103W 16．（本题16分）一条平直公路经过学校门口，为防止车速过快造成安全事故，在校园门口设置控速路段，该路段每间隔均涂上长为的矩形油漆区，以增加汽车行驶过程中的阻力，某一新能源汽车的前、后轮恰好可以同时驶上相邻油漆区，如图所示。当该车完全进入该控速路段以P=12 kW的恒定功率行驶时，同一车轮先后驶上相邻油漆区的时间间隔为t=0.5 s，每次刚驶上油漆区时的速度均为v=28.8 km/h。该车完全驶离控速路段后，以恒定功率P在该公路无油漆路段匀速行驶，速度也为。已知该车的质量为，设该车前后轮均在无油漆区及控速区外行驶时受到的阻力均恒为，前后轮均在油漆区行时受到的阻力恒为，取重力加速度大小。 (1)求阻力的大小； (2)求阻力的大小； (3)假设控速路段足够长，若该车完全行驶在该路段，当该车以v=28.8 km/h的速度驶上油漆区后立即无动力行驶，且行驶在无油漆区和油漆区受到的阻力仍分别恒为，求汽车无动力行驶的距离。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由于该车以的恒定功率在该公路无油漆路段以 匀速行驶，设此时汽车受到的牵引力为，则有   又   解得 （2）由于该车每次驶上油漆区速度均为，则在该控速路段行驶过程中汽车同一轮先后驶上相邻油漆区时的动能相同。根据动能定理有   解得 （3）假设汽车在油漆区和无油漆区滑行的距离均为，根据能量守恒有   解得   刚好是的8倍，说明该汽车恰好滑行了8个油漆区和无油漆区，所以汽车滑行的距离为 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 2 / 2 $